第三章 存储系统(习题解答).doc

第三章 存储系统（习题参考答案）1有一个具有20位地址和32位字长的存储器，问：（1） 该存储器能存储多少个字节的信息？（2） 如果存储器由512K8位SRAM芯片组成，需要多少芯片？（3） 需要多少位地址作芯片选择？解：（1） 220= 1M， 该存储器能存储的信息为：1M32/8=4MB（2）（1024K/512K）（32/8）= 8（片）（3） 需要1位地址作为芯片选择。（选择两个512K32位的存储体）2. 已知某64位机主存采用半导体存储器，其地址码为26位，若使用256K16位的DRAM芯片组成该机所允许的最大主存空间，并选用模块板结构形式，问：（1） 每个模块板为1024K64位，共需几个模块板？（2） 每个模块板内共有多少DRAM芯片?（3）主存共需多少DRAM芯片? CPU如何选择各模块板？解：(1)最大主存空间为：22664位，每个模块板容量为：1024K64位=22064位设：共需模块板数为m：则：m=（22664位）/（22064位）= 64 (块)(2). 设每个模块板内有DRAM芯片数为n:n=(/) (64/16)=16 (片)(3) 主存共需DRAM芯片为：mn = 6416=1024 (片)每个模块板有16片DRAM芯片，容量为1024K64位，需20根地址线(A19A0)完成模块板内存储单元寻址。一共有64块模块板，采用6根高位地址线(A25A20)，通过6:64译码器译码,产生片选信号对各模块板进行选择。3 用16K8位的DRAM芯片组成64K32位存储器，要求：(1) 画出该存储器的组成逻辑框图。(2) 设存储器读/写周期为0.5S, CPU在1S内至少要访问一次。试问采用哪种刷新方式比较合理？两次刷新的最大时间间隔是多少？对全部存储单元刷新一遍所需的实际刷新时间是多少？解：（1）组成64K32位存储器需存储芯片数为：N=（64K/16K）（32位/8位）=16（片）。每4片组成16K32位的存储区，有A13A0作为片内地址，用A15、A14经2:4译码器产生片选信号 ，逻辑框图如下所示：（2）依题意，采用异步刷新方式较合理，可满足CPU在1S内至少访问内存一次的要求。设16K8位存储芯片的阵列结构为128行128列，按行刷新，刷新周期T=2ms，则异步刷新的间隔时间为：则两次刷新的最大时间间隔发生的示意图如下：可见，两次刷新的最大时间间隔为15.5-0.5=15 (S)对全部存储单元刷新一遍所需时间为tRtR 0.5128=64 (S)7某机器中，已知配有一个地址空间为0000H-3FFFH的ROM区域。现在再用一个RAM芯片(8K8)形成40K16位的RAM区域，起始地址为6000H,假定RAM芯片有和信号控制端。CPU的地址总线为A15-A0，数据总线为D15-D0，控制信号为R/(读/写)， (访存)，要求：（1） 画出地址译码方案。（2） 将ROM与RAM同CPU连接。解：（1）依题意，主存地址空间分布如右图所示，可选用2片27128(16K8位)的EPROM作为ROM区；10片的8K8位RAM片组成40K16位的RAM区。27128需14位片内地址，而RAM需13位片内地址，故可用A15A13三位高地址，经译码产生片选信号,方案如下:（2）8 存储器容量为64M，字长64位，模块数m = 8，分别用顺序方式和交叉方式进行组织。存储周期T = 100ns,数据总线宽度为64位，总线周期 = 10ns .问顺序存储器和交叉存储器的带宽各是多少？解：信息总量： q = 64位 8 =512位顺序存储器和交叉存储器读出8个字的时间分别是：t2 = m T = 8100ns =810 (s)t1 = T + (m - 1) = 100 + 710 = 1.7 10 (s)顺序存储器带宽是：W2 = q / t2 = 512（810 ）= 64 10（位/ S）交叉存储器带宽是：W1 = q / t1 = 512（1.7 10）= 301 10 （位/ S）9 CPU执行一段程序时, cache完成存取的次数为2420次，主存完成存取的次数为80次，已知cache存储周期为40ns，主存存储周期为240ns，求cache/主存系统的效率和平均访问时间。解：先求命中率hh=nc/(nc +nm )2420(242080)0.968则平均访问时间为tata0.96840(1-0.968) 24046.4(ns)r 240406cache/主存系统的效率为ee1/r(1r)0.96886.210已知Cache存储周期40ns，主存存储周期200ns，Cache/主存系统平均访问时间为50ns，求Cache的命中率是多少？解： ta = tc h +tr(1-h) h =(ta-tr)/(tc-tr)=(50-200)/(40-200)=15/16=0.9411主存容量为4MB，虚存容量为1GB，则虚存地址和物理地址各为多少位？如页面大小为4KB，则页表长度是多少？解：已知主存容量为4MB，虚存容量为1GB 4M 物理地址为22位又 1G 虚拟地址为30位页表长度为 1GB4KB230212=218=256K14假设主存只有a,b,c三个页框，组成a进c出的FIFO队列，进程访问页面的序列是0,1,2.4,2,3,0,2,1.3,2号。用列表法求采用LRU替换策略时的命中率。解：命中率为15从下列有关存储器的描述中，选择出正确的答案：A 多体交叉存储主要解决扩充容量问题；B 访问存储器的请求是由CPU发出的；C Cache与主存统一编址，即主存空间的某一部分属于Cache;D Cache的功能全由硬件实现。解： D16从下列有关存储器的描述中，选择出正确的答案：A在虚拟存储器中，外存和主存以相同的方式工作，因此，允许程序员用比主存空间大得多的外存空间编程；B在虚拟存储器中，逻辑地址转换成物理地址是由硬件实现的，仅在